Este documento trata sobre bioseñales. Explica que las bioseñales son señales generadas por organismos vivos que permiten obtener información sobre su funcionamiento. Describe diferentes tipos de bioseñales como biopotenciales, mecánicas, acústicas e imágenes. Se enfoca en biopotenciales como el electrocardiograma, que mide la actividad eléctrica del corazón.

1. BIOSEÑALES
SILVIA VIVIANA AVILA PRADA
INFORMATICA MEDICA

2. INTRODUCCION
• Una señal es un medio de transmisión de información, cuya
adquisición permite obtener información sobre la fuente que la
generó.
• Todas las formas vivientes, desde células hasta organismos
generan de origen señales biológicas.
• La captación de bioseñales permite al médico extraer información
sobre el funcionamiento de los diferentes órganos para poder
emitir un diagnóstico.
• Las medidas médicas pueden agruparse en diversas categorías :
biopotenciales, mecánicas, acústicas, imágenes, impedancias, señ
ales biomagnéticas y señales bioquímicas.
• Los factores más importantes que caracterizan las bioseñales
desde el punto de vista de la instrumentación son los rangos de
amplitud y frecuencia

3. BIOPOTENCIALES
Algunos tipos de células, denominadas excitables, presentan
la característica de producir potenciales bioeléctricos como
resultado de la actividad electroquímica de sus
membranas, tales como las nerviosas, musculares y del
tejido glandular.

4. Tabla 1.1. Rangos de algunas de las bioseñales más usuales

5. POTENCIAL DE REPOSO
• La membrana celular está
compuesta de un complejo
lipoproteínico muy delgado
generalmente impermeable a las
proteínas e iones existentes en el
Ecuación de Nernst: interior de la célula.
• Presenta diversos grados de
permeabilidad a algunas especies
iónicas como el Na+, K+ o Cl-
Hay dos tipos de flujo a traves de la
membrana:
1. El flujo de difusión se debe a la
diferencia de concentración a
ambos lados de la membrana.
2. El flujo eléctrico aparece debido a
que los ionespresentan carga
eléctrica.

6. POTENCIAL DE ACCION
• En condiciones normales (sin excitación), se mantiene una situación
de equilibrio a ambos lados de la membrana con un potencial negativo
en el interior de la célula (potencial de reposo). En este estado, se
dice que la célula está polarizada.
• Al estimular la célula, la membrana cambia sus características. El
estímulo puede deberse a diferentes causas.
• Por último, el estímulo puede ser externo, producido por algún tipo de
estimulador artificial.
• El cambio de características inducido por la estimulación produce una
variación de las permeabilidades a los diferentes iones que
presentaba la membrana durante el potencial de reposo y estas
modificaciones afectan especialmente a las permeabilidades del Na+
y K+.

7. • Cuando la célula queda cargada
positivamente (despolarizada), a un
valor de aproximadamente +20 mV a
este valor se le denomina potencial de
acción.
Figura 1. 2 Potencial de acción

8. Figura 1.3 Distribución de carga en las proximidades de la región activa.

9. La figura 1.3 muestra una fibra nerviosa no
mielinizada, como suele ocurrir en la mayoría de los
invertebrados.
No obstante, los vertebrados suelen tener neuronas
mielinizadas, es decir, su axón está recubierto por una
sustancia (mielina) que está interrumpida a intervalos
regulares (conocidos como nodos de Ranvier).
Debido a que la mielina es aislante, la distribución de
canales iónicos en la membrana tiende a
concentrarse en los nodos de Ranvier.

10. MEDIDAS BIOMEDICAS
Las medidas biomédicas se realizan para extraer
información del funcionamiento de los distintos
sistemas del organismo. En concreto, se plantean
algunas de las correspondientes a los sistemas
cardiovascular, respiratorio, nervioso y
muscular, destacando el tipo de información que
proporcionan y el método de medida utilizado.

11. MEDIDAS EN EL SISTEMA CARDIOVASCULAR
En el sistema cardiovascular, se destacan los siguientes tipos de
medidas:
• Electrocardiografía: Relacionada con la captación de
biopotenciales
generados por el corazón. Incluye
ECG, vectocardiograma, electrocardiografía de alta
resolución, ECG fetal y electrocardiografía de
alta frecuencia.
• Fonocardiografía: Obtención de sonidos cardíacos.
• Presión: Medida de la presión sanguínea.
• Flujo: Medida del flujo de sangre
• Gasto cardíaco: Medida de la cantidad de sangre bombeada por
el corazón
por unidad de tiempo.
• Plestimografía: Medida de cambios de volumen

12. ELECTROCARDIOGRAFÍA
La electrocardiografía registra el
funcionamiento eléctrico del
corazón.
El corazón en los mamíferos
dispone de cámaras contráctiles
equipadas con válvulas que
permiten el flujo de sangre en una
dirección. El funcionamiento del
NSA es modulado por efecto de
diversos factores, tales como la
temperatura corporal o el sistema
nervioso central (simpático y
parasimpático: cardioacelerador y
cardiorretardador).Entre aurículas
y ventrículos existe una estructura
de separación de tejido que no
conduce los impulsos eléctricos.

13. El electrocardiograma (ECG)
refleja la propagación de la
despolarización y
repolarización eléctricas de
las diversas cámaras
contráctiles del corazón. El
término ECG está
específicamente reservado
al caso de captación de la
actividad con electrodos
superficiales. En el caso de
captación interna se
denomina electrograma
cardíaco.
Representación de la actividad eléctrica
del corazón en diversas zonas.

14. Intervalos /amplitudes típicos del ECG y
valores normales

15. Einthoven definió tres derivaciones
básicas y postuló que, en cualquier
momento del ciclo cardíaco, el
ECG medido mediante una de
ellas es una de las componentes
unidimensionales variables con el
tiempo de este vector. Estas
derivaciones son:
• 1ª derivación: Brazo izquierdo
(LA) (+) y brazo derecho (RA) (-).
• 2ª derivación: Pierna izquierda
(LL) (+) y brazo derecho (RA) (-).
• 3ª derivación: Pierna izquierda
(LL) (+) y brazo izquierdo (RA) (-).

16. Electrocardiogramas patológicos
El estudio del ECG permite identificar patologías a partir de cambios en
la morfología de la señal. Otro tipo de patologías están asociadas al
ritmo cardíaco, es decir, variaciones en el número de pulsos por minuto
a que late el corazón.

17. Vectocardiografía
La vectocardiografía analiza su evolución
durante el ciclo cardíaco. Para ello se
emplea el sistema de derivaciones
ortogonales definido por Frank.
La información que se presenta es la
proyección del extremo del vector cardíaco
en los planos sagital (Y-Z), frontal (X-Y) y
transversal (X-Z).

18. Electrocardiografía de alta resolución (HRECG)
La Electrocardiografía de Alta Resolución (HRECG) como una técnica
que permite la detección y análisis de señales electrocardiográficas
de baja amplitud que no pueden ser detectadas sobre la superficie del
cuerpo por los procedimientos habituales.

19. ELECTROCARDIOGRAFÍA FETAL (FECG)
• El EGC es una técnica que
permite la detección y
análisis de señales
electrocardiográficas de
baja amplitud que no
pueden ser detectadas
sobre la superficie del
cuerpo por los
procedimientos habituales.
• El ECG fetal se obtiene
mediante técnicas no
invasivas con electrodos de
superficie sobre el abdomen
materno.

20. Fonocardiografía
El fonocardiograma es el registro de los sonidos cardíacos, normalmente
simultáneo con otras señales eléctricas y mecánicas de origen cardíaco, para
comparar las relaciones entre ellas.

21. Medida de la presión sanguínea
El ECG proporciona información
sobre la actividad eléctrica del
corazón, pero no sobre su
actividad mecánica. Por ello se
hace necesaria la medida de la
presión sanguínea, lo que permite
detectar patologías como
insuficiencias valvulares o estados
generales de hipo o hipertensión.
Los márgenes de presión son 10-
400 mm Hg (presión arterial) y 0-
50 mm Hg (presión venosa). El
ancho de banda en el hombre es
DC-50 Hz.

22. Metodos para la medicion de la
presión sanguínea
Métodos directos: Son todos invasivos, y existen tres técnicas:
• emplear un catéter y un transductor extravascular.
• catéter con transductor intravascular.
• transductor implantado y utilización de telemetría.
Métodos indirectos: Tienen la ventaja de no ser invasivos, pero son
subjetivos en la interpretación, y no permiten obtener fácilmente la
forma de onda de la presión. Suelen basarse en el empleo de un
esfigmomanómetro

23. Medida de presión sanguínea mediante esfigmomanómetro

24. •El gasto cardíaco es la cantidad de sangre bombeada por el
Medida del corazón en un tiempo determinado. Su medida permite evaluar el
rendimiento de la acción de bombeo del corazón.
El método de dilución de indicadores, se basa en la medida de
gasto cardíaco la variación de la concentración de un indicador (fluido añadido
a l a sangr e).
Medida del •La presencia de obstrucciones o la vasoconstricción pueden hacer
que la velocidad de la sangre sea distinta en diferentes casos, a
flujo pesar de tener una misma onda depresión. El flujo sanguíneo se
pueden agrupar en 3 tipos: electromagnéticos, ultrasónicos y
sanguíneo basados en convección térmica
•La plestimografía es la medida de cambios de volumen. Su
interés radica en que los cambios de volumen en las
extremidades se deben a la pulsación de la sangre, de forma que
Plestimografía se pueden detectar obstrucciones en venas y arterias, determinar
resultados de una intervención quirúrgica para reconstrucción
vascul ar , m r l a vel oci dad de l a onda de pul so.
edi

25. Medidas en el sistema respiratorio
El análisis y evaluación de la función pulmonar se efectúa a partir
de la medida de diversas magnitudes mecánicas. Se pueden
agrupar en :
• Medidas de presión
• Medidas de flujo
• Medidas de volumen pulmonar

26. M das en el si st em ner vi oso y
edi a
muscul ar
En el sistema nervioso y muscular, podemos destacar los siguientes
tipos de medidas: Electroencefalografía (captación de
biopotenciales, generados por el cerebro), potenciales evocados
(actividad eléctrica cerebral evocada por un estímulo sensorial),
electroneurografía (medida de la conducción nerviosa), y
electromiografía (captación de biopotenciales musculares).

27. • Electroencefalografia: La electroencefalografía registra la
actividad eléctrica de las neuronas del encéfalo, obtenida como
resultado de los campos eléctricos generados sin realizar
ninguna tarea específica.
• Potenciales evocados: Los potenciales evocados son registros
de la actividad eléctrica del cerebro evocada por un estímulo
sensorial, y es usualmente medida en la región del cerebro
correspondiente a la modalidad de estimulación.

28. • Electroneurografia: El electroneurograma (ENG) se utiliza clínicamente para
calcular la velocidad de conducción nerviosa, con el fin de detectar
patologías en las fibras nerviosas.
• Electromiografia: La Electromiografía estudia la actividad eléctrica muscular.
La activación de cada fibra del músculo se produce en respuesta a un
potencial de acción transmitido a través de la fibra nerviosa motora
(axón), que inerva la fibra muscular. La combinación de la célula nerviosa
motora en la espina dorsal, su axón, y las fibras musculares que inerva
forma la unidad funcional básica del sistema muscular, y es denominada
unidad motora.